Visita a La Cantera Del Naranco de Arcelor Mittal (Peru Ornosa y Manuel Varela)

UNIVERSIDAD DE OVIEDO Escuela de Ingeniería de Minas, Energía y Materiales de Oviedo

Master en Ingeniería de Minas

VISITA A LA CANTERA DEL NARANCO (ARCELOR MITTAL) PLANTAS DE TRATAMIENTO DE MINERALES Y RECICLAJE Peru Ornosa Miravalles Manuel Varela Lucio-Villegas

Visita a la cantera del Naranco

02/03/2018

ÍNDICE 1

INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 3

2

CONTEXTO Y DATOS PRINCIPALES ............................................................................ 4

3

2.1

Arcelor-Mittal..................................................................................................... 4

2.2

El proceso siderúrgico integral .......................................................................... 4

2.3

Cantera y planta de tratamiento del Naranco ................................................... 5

INSTALACIONES DE LA PLANTA ................................................................................. 7 3.1

Triturador primario ............................................................................................ 7

3.2

Cribado ............................................................................................................. 12

3.3

Trituración secundaria ..................................................................................... 14

3.4

Trituración terciaria ......................................................................................... 16

Plantas de tratamiento de minerales y reciclaje

pág. 2


02/03/2018

1 INTRODUCCIÓN El viernes 23 de Febrero de 2018 los alumnos de la asignatura “Plantas de tratamiento de minerales y reciclaje” del segundo curso del Master en Ingeniería de Minas de

Oviedo, completaron las salidas de campo programadas para el curso 2017/2018 realizando una visita a la cantera de Arcelor Mittal en el Monte Naranco. Mediante la visita, que ocupó gran parte de la mañana del viernes los alumnos tuvieron la oportunidad de contemplar en persona el funcionamiento de la planta de tratamiento destinada a procesar el mineral proveniente de la cantera. La cantera extrae principalmente caliza y dolomía que serán consumidas posteriormente en el proceso siderúrgico para obtener acero. No cabe duda que el poder presenciar los distintos equipos y procesos en directo ha favorecido la comprensión de su funcionamiento, así como el conseguir asimilar y contextualizar sus dimensiones. Merece la pena resaltar que la visita tiene un gran valor añadido ya que en la planta de tratamiento existen instalaciones que son realmente únicas en este ámbito.


pág. 3


02/03/2018

2 CONTEXTO Y DATOS PRINCIPALES 2.1 Arcelor-Mittal En su día se llamaba ENSIDESA, y era una empresa del estado dedicada a la producción de acero, convertida ya en empresa privada pasó a llamarse Aceralia, que posteriormente se fusionaría con dos empresas europeas dando lugar a Arcelor, para finalmente unirse en 2006 con la compañía Mittal Steel y resultando en la compañía que es hoy en día, Arcelor-Mittal. En Asturias la empresa Arcelor-Mittal es de sobra conocida, ya que aunque no tanto como en tiempos pasados, da trabajo a un gran número de personas y lidera un sector que sin duda aporta grandes oportunidades y riqueza industrial a la región asturiana. La función de Arcelor-Mittal en Asturias es la de la producción de acero a través del proceso siderúrgico integral, es decir, se produce arrabio en los altos hornos a partir del mineral de hierro y posteriormente acero en las acerías, no al contrario que en otros lugares en los que se produce acero a partir de chatarra. De hecho, los altos hornos asturianos son los únicos en activo en la península ibérica. Además de la producción de acero, que es sin duda el objetivo final de la empresa, Arcelor se caracteriza por ser también una gran empresa minera y ostenta concesiones en multitud de países de los que extrae gran parte de las materias primas que consume en el proceso de producción de acero.

2.2 El proceso siderúrgico integral Para la obtención de acero a través del proceso siderúrgico integral se introduce mineral de hierro en la parte superior de los hornos altos, el coque será el combustible de la reacción y actuará a su vez como reductor del hierro y por otra parte la caliza, que es


pág. 4


02/03/2018

precisamente otra de las materias primas fundamentales en el proceso, actuará como fundente y se utilizará en mayor o menor medida en función de la basicidad que se quiera proporcionar a las escorias generadas. Durante el proceso que se da lugar en el horno, se insufla aire por la parte baja de éste, mientras que las materias primas se vierten desde la parte alta para que el hierro pueda ir reduciéndose progresivamente a medida que desciende por el horno. Este sistema es el que condiciona que los elementos que son volcados en el horno como el mineral de hierro, la caliza o el coque deben tener una granulometría adecuada para que el horno nunca pierda permeabilidad y pueda funcionar correctamente. Introducir el mineral de hierro o la caliza según llega a la planta, en forma de finos, tupiría el horno por completo y conllevaría una serie de graves problemas de presión y temperatura para la instalación. Para evitar que esto ocurra se fabrica un material a base de mineral de hierro y caliza llamado “sínter”, que consiste en una amalgama de estos materiales principalmente y

que si tiene la granulometría requerida para ser introducido en el alto horno. La instalación de sinterizado de Arcelor en Asturias se encuentra en la planta de Gijón y será fundamentalmente el consumidor de la caliza extraída y procesada en el Naranco. Por lo que refiere a la dolomía, es un material también utilizado en las plantas de Arcelor, pero para ser calcinada y empleada como escorificante protector del refractario de los hornos.

2.3 Cantera y planta de tratamiento del Naranco La explotación del Naranco es una gran cantera a cielo abierto, contando con unas 750 hectáreas de concesión, recientemente ampliadas hace solo unos años atrás. De esta explotación se extrae, tal y como se comentaba previamente caliza (de lo que hay grandes reservas que prolongarán durante bastantes años la vida de la cantera), y


pág. 5


02/03/2018

también dolomía (que empieza a agotarse, siendo esto un problema). El frente de explotación de caliza se encuentra en la zona alta de la cantera, mejor conocida como Güeñaz, mientras que el frente del que se retira dolomía se encuentra en la parte baja, llamada Cuarteles. El proceso comienza con el arranque de la roca que se realiza fundamentalmente por voladura. Los diferentes grupos de camiones mueven el material y lo transportan al comienzo de la planta de tratamiento, que a grandes rasgos cuenta con; un triturador primario, dos trituradores secundarios y finalmente tres molinos terciarios que darán como resultado entre los diferentes equipos, el producto final con sus diferentes granulometrías. El proceso global en la planta de tratamiento desde que comienza el procesado hasta el resultado final está completamente automatizado y comunicado con cintas de transporte que optimizan la producción. Como se comentaba previamente, el principal consumidor de la cantera será la propia Arcelor-Mittal en la planta de Veriña en Gijón. Es por eso que la mayoría de la producción de la planta de tratamiento del Naranco se transporta por ferrocarril hasta Veriña. Afortunadamente la cantera cuenta incluso con su propia estación de ferrocarril, justo al lado de Lugones donde poder cargar las materias primas. Merece la pena mencionar también que la cantera y la planta de tratamiento están alimentadas eléctricamente por la subestación situada en la Corredoria.


pág. 6


02/03/2018

3 INSTALACIONES DE LA PLANTA Como se comentaba en el apartado anterior, el proceso global que se da lugar en la cantera del Naranco comienza con la extracción y el arranque de la roca. Los ingenieros utilizan normalmente voladuras en banco para conseguirlo, en Güeñaz, la parte alta de la cantera se explota caliza y en Cuarteles, la zona baja se extrae dolomía. Los fragmentos de material arrancado del macizo rocoso, son transportados al inicio del ciclo de la planta de tratamiento con la ayuda de enormes volquetes de gran capacidad y potencia que permiten portar grandes cantidades de material. El proceso podría resumirse, a grandes rasgos, del siguiente modo: •

Trituración en cono primario

•

Almacenamiento en pila

•

Cribado

•

Trituración secundaria (conos)

•

Molienda (martillos)

•

Clasificación y almacenamiento

La instalación cuenta con, aproximadamente, 72 cribas y 6 kilómetros de cinta transportadora.

3.1 Triturador primario El primer equipo por el que circula el material en la planta de tratamiento es el triturador primario, sobre el cual descargan los volquetes directamente. Este primer equipo consiste en un cono de acero de grandes dimensiones, que oscila periódicamente describiendo una trayectoria en ovoide dentro de un orificio circular fabricado también de acero de alta resistencia. Los fragmentos de roca que tienen unas dimensiones mayores que el hueco que resta entre el cono y el orificio, no pueden pasar y se ven


pág. 7


02/03/2018

envueltos en los choques producidos por las oscilaciones del cono y las paredes de acero, acción que consigue fragmentar esa roca hasta el tamaño necesario para descender a través del hueco del equipo. En las páginas siguientes se adjuntan varias imágenes en las que se muestra el triturador primario, que ayudarán a su mejor comprensión.

En ciertas ocasiones los camiones vuelcan bolos de roca realmente grandes que se atascan y por como caen en el triturador no entran en la zona de trituración. Para arreglar estos inconvenientes se dispone de una especie de gancho, dirigido por un operario, del que se hace uso en este tipo de situaciones. Dicho gancho se encarga de mover esos fragmentos para que caigan dentro de la zona de trituración. También se adjuntan fotos a continuación del mencionado gancho en funcionamiento.


pág. 8


02/03/2018

El triturador primario no puede procesar caliza y dolomía simultáneamente ya que de lo contrario se mezclarían, por ello se opera con los dos materiales de manera independiente. Merece la pena resaltar que este triturador primario es un equipo realmente único en Europa, tiene unos 40 años aproximadamente y aun así no ha necesitado de grandes reparaciones o la utilización de recambios. Existen muy pocos equipos como éste y sus dimensiones son realmente grandes en comparación con otros de sus características, poder verlo trabajar en directo es realmente impactante e impresiona la facilidad con la que fractura la roca.


pág. 9


02/03/2018

Tras ser triturado, todo el material pasante que atraviesa el hueco entre la campana y el cono de trituración va a parar a un silo de unos treinta metros de profundidad, donde se va acumulando. Este sistema deja entrever la gran inversión inicial que supone esta primera instalación, que en opinión personal de los ingenieros de la cantera, compensa y resulta beneficioso en el largo plazo. El dibujo que se muestra en la página anterior enseña el perfil dibujado de la instalación. Posteriormente el material acumulado en el silo se vierte en cintas que transportaran el material hasta la siguiente etapa del proceso, el vertido se ejecuta mediante un alimentador de paletas y una cinta metálica preparada para recibir grandes impactos de la cual se adjunta imágenes a continuación.


pág. 10



02/03/2018

pág. 11


02/03/2018

Dado que los dos materiales procesados siguen diferentes líneas de tratamiento, existen dos pilas de acopio, una para dolomía y otra para caliza El material triturado es enviado a su correspondiente pila de almacenamiento, desde la que será enviado a la etapa de cribado. Bajo la pila mostrada en la imagen, se dispone un túnel con un carro móvil (dos sentidos) que empuja el material sobre una cinta transportadora.

3.2 Cribado Esta etapa se alimenta con el material proveniente de la trituración primaria, y tiene por objeto clasificar dicho material en diferentes tamaños. La instalación, como puede verse en la imagen, se encuentra conectada con la planta de trituración secundaria y


pág. 12


02/03/2018

molienda, de modo que el material es continuamente clasificado y triturado hasta alcanzar los tamaños requeridos.

Las cribas instaladas (unas 72 en total en la explotación) disponen de cierta inclinación y luces de malla variables en función de las necesidades (ver imagen). En el caso de la dolomía, el cribado se produce a 90mm. El material con tamaños superiores a 90mm es enviado (o devuelto en su caso) a la trituración secundaria hasta que alcance el tamaño requerido (inferior a 90mm). Este material, una vez cribado a 90mm (pasante), es sometido a una última etapa de clasificación mediante la cual el material con tamaños comprendidos entre 25mm y 90mm se emplea para la fabricación de piedra de dolomía, y el material con tamaños inferiores a 25mm supone un subproducto que carece de utilidad en la industria siderúrgica. Para la caliza, el proceso difiere en ciertos aspectos. En este caso el corte se realiza a 70mm, de modo que aquellas partículas con tamaños superiores al corte especificado son devueltas a los conos secundarios hasta alcanzar tamaños inferiores a 70mm. Este


pág. 13


02/03/2018

material (ya con tamaños menores de 70mm) es enviado a una última etapa de molienda y clasificación hasta conseguir los tamaños del producto de caliza deseados (menores de 3mm).

3.3 Trituración secundaria La trituración secundaria se realiza por medio de dos conos secundarios como el mostrado en la imagen. Este proceso es alimentado tanto con caliza como dolomía (aunque nunca se tratan ambos materiales en un mismo equipo). En el caso de la dolomía, la trituración secundaria es el último proceso de fragmentación al que es sometida. La planta de trituración secundaria y la de cribado y clasificación se encuentran conectadas, de modo que se pueden realimentar los conos con aquel material que no cumpla con las especificaciones granulométricas (menor de 90mm para dolomía, y menor de 70mm para caliza) mientras que la caliza será enviada a los molinos de martillos para una etapa final de molienda.


pág. 14


02/03/2018

El proceso diferencial para ambos materiales tiene su fundamento en los diferentes intervalos granulométricos de los productos: •

La caliza se emplea principalmente en el sinterizado, con tamaños inferiores a los 3mm (molienda y cribado). Se producen, anualmente, alrededor de 500 mt de este producto.

•

La dolomía se emplea durante la calcinación, como protector (escarificante) del refractario, y ara la fabricación de “piedra de dolomía” con ella. Los tamaños de dolomía inferiores a 25mm carecen de uso en la siderurgia. Por este motivo, caliza y dolomía siguen dos procesos distintos: mientras que la caliza es sometida a un proceso completo de trituración primaria y secundaria, molienda y cribado, la dolomía es solo sometida a una trituración primaria y secundaria (junto con un cribado).


pág. 15


02/03/2018

3.4 Trituración terciaria En esta etapa se trata únicamente caliza, disponiéndose de tres trituradoras (o molinos) de martillos para ello, como puede verse en la imagen. La dolomía no es sometida a este proceso, ya que los tamaños obtenidos serían de escaso o nulo valor. El objetivo de esta etapa es conseguir tamaños inferiores a 3mm (arena de caliza), contándose a tal efecto con circuito cerrado con cribas y realimentación a los molinos con aquel material con tamaños superiores a 3mm.


pág. 16


02/03/2018

Finalmente, el material producido es enviado a diferentes silos donde es almacenado, esperando para su posterior transporte (bien sea por ferrocarril o mediante camiones), tal y como se muestra en la siguiente imagen. Se dispone de un total de 5 silos, con una capacidad conjunta de 6000 toneladas de caliza.


pág. 17

Visita a La Cantera Del Naranco de Arcelor Mittal (Peru Ornosa y Manuel Varela)

Recommend Documents